关于胚胎发生中机械反馈在同步到异步转变中的作用

实验表明，在斑马鱼形态发生初期，随着细胞极快速分裂，会发生同步到异步转变（SAT）。在同步相中，细胞一致分裂，不同于异步相。尽管实验中普遍观察到 SAT，但尚不存在计算异步生长出现时的临界细胞周期数 $n^{*}$ 的理论。此处，利用细胞周期模型，并假设细胞分裂时间呈高斯分布且展宽，我们预测了 $n^{*}$ 以及 SAT 发生的时间。理论结果与实验高度吻合。该理论结合基于智能体的模拟，确立了 SAT 是细胞分裂上的生物力学反馈所致。异步相的出现源于细胞周期时间随每轮细胞分裂线性增长的涨落。我们还作出了若干可检验的预测，将进一步阐明生物力学反馈在多细胞系统生长中的作用。